[发明专利]相控阵天线测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种相控阵天线测试系统及测试方法，其中，测试系统包括：天线阵列，天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的近场测试；微波暗室，天线阵列与相控阵天线均设置在微波暗室内；仪表，仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，仪表连接天线阵列和相控阵天线，用于配合天线阵列对相控阵天线进行测试。根据本发明实施例的测试系统，可对相控阵天线无线性能进行整体评估，尤其是相控阵天线动态波束赋形工作模式下整体性能的测试，有效提高测试的适用性和实用性，有效满足测试需求。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种相控阵天线测试系统及测试方法。

背景技术

相控阵天线可以通过控制阵列天线中辐射单元的馈电幅度相位来改变整个阵列天线的方向图形状，即所谓的波束赋形技术，以达到波束扫描的目的。相控阵天线系统常工作在动态波束赋形模式，比如对于雷达系统追踪移动目标，基站天线适应多用户模式(其中用户是运动的)。因此一个相控阵天线系统工作在动态波束赋形模式下的无线性能评估是非常必要的，该指标对于基站布局布网，雷达追踪速度和精度提高，波束赋形算法检验等都有指导意义。

相控阵天线由多通道阵列天线组成，阵列天线中的每一个单元都对应了一个射频通路。一个典型的相控阵天线可以用图1表示，具体包含阵列天线、T/R(Transmitter andReceiver)组件、上下变频以及数字处理等组件。其中，通过T/R组件对不同相控阵天线的天线单元馈入定制的幅度和相位的信号，可以使相控阵天线辐射方向图改变，如图2所示。

随着5G的到来，相控阵天线被大量应用在基站、雷达上。波束赋形技术的实现依赖于相控阵天线。为了保证5G通信质量以及控制电磁污染，国际标准组织3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴计划)出了一系列的白皮书来规范基站上相控阵天线的性能测试，包括在OTA(over the air，空口)状态下测试相控阵天线的辐射方向图、输出功率、传输信号质量、带内污染、发射机互调、参考灵敏度电平、带内阻塞、接收互调等等，并且在标准3GPP 38141中给出了相关指标要求。

但是，相控阵天线经常工作在动态波束赋形模式下，比如雷达追踪正在高速移动的飞机时，即相控阵天线要与多个动态运动用户进行通信链接，需要实时动态改变波束进行追踪。在实际工作中，相控阵天线会随着实际情况决定波束赋形策略，即实时改变方向图以确保稳定和快速的网络连接和使用。因此一个相控阵天线工作在动态波束赋形模式下的无线性能评估是非常必要的，该指标对于基站布局布网，提高雷达追踪速度和精度，波束赋形算法检验等具有重要指导意义。

相关技术中，采用OTA测试方式进行基站相控阵天线性能测试有如下缺陷：

1.3GPP标准中规定测试的指标有限，仅包括辐射方向图、输出功率、传输信号质量、带内污染、发射机互调、参考灵敏度电平、带内阻塞、接收互调等

2.现有测试指标没有针对基站相控阵天线在实际工作场景下，尤其是在动态波束赋形模式下，即基站同时与多个动态运动用户进行链接通信情况下的性能测试指标。该类指标属于相控阵天线系统级测试指标，具体包括在massive MIMO(multiple inputmultiple output，多输入多输出系统)工作模式下以及波束赋形工作模式下的测试指标，如RRM(Radio resource management，射频资源管理)中用于控制发射功率、用户分配、波束赋形、数字传输速率、切换标准、调试方式、差错编码方案等参数的策略和算法，发射功率分配算法、波束赋形策略、动态波束赋形算法、整体辐射性能评估等。系统级测试指标是反映基站相控阵天线在实际工作场景下的真实无线性能指标，对基站布网布局、研发生产具有至关重要的知道意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种相控阵天线测试系统，该测试系统可以有效提高测试的适用性和实用性，有效满足测试需求。